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· 4 · 光 学 仪 器 J993年第 J5卷第 j期 偏心对光栅副性能的影响 周 曹向群 黄胜军 丁^／7 2 - 一 一 · ， ’ 摘要 ：光 电蝙码器在计测 、自控 、机床、计算机 、机器^等秆业 中有广泛应用 ，其核 部件是光橱副。本文对光栅 I中的动光栅 因偏m而带来的对精度 、条纹宽度 、相位 变化等参数 的影响作 了详细的分析 ．可以看到偏心对这些参敷有比较大的影响 ．因而 在调整过程 中．力争把动光栅 中心调整得与其旋转 中，同心。 关键词：叠：趣 生 ：谝， 1 引 言 随着电子技术和计算机技术的发展，光电编码器得到了广泛应l用。在编码器中光栅副是一 种高精度的光 电传感器件，往往又是角度测量的实物基准。编码器具有结构简单、体积小、重量 轻，受外界电干扰小等优点．可应用于雷达、数控机床、计算机技术、自动测量、自动控制等系 统。对光栅副的研究，历来主要关心其尺寸 、栅线长度、零位线结构 ，指示光栅的分相情况等．即 较多集中于光栅副几何尺寸的研究。由于偏心对光栅副的精度 、莫尔条纹宽度、莫尔条纹反差 等将产生较大的影响．固而本文较为集中地研讨了偏心对光 电编码器中的光栅副性能的影响。 ==；，．『 圈J 度盘的偏 差 2 偏心对精度的影响 由于光 电编码器 中一般采用单头读数．且编码器中光栅盘尺 寸较小 (直轻一般小于 60rata)．偏心对编码器精度有较大影 响。 图l为偏心的光栅副示意图，由图可知： - 浙江大学光科系，31C,027 杭州玉泉 确心对光栅副性能的影响——局月 田 ·5 · = n( 一 ) 式中， 为偏心时的光栅转角，为刻线张角， 为偏心方 向初始角，e为偏心量 ，为弧度与角 度秒的转换量 ，t为光栅盘的刻划半径 。 由于偏心是 的正弦函数 ，其最大值为 一 式中D为光栅刻划 中径 。表 1给出了不同尺寸的光栅副在不同偏心量下的角度误差。 从上表 中可以看到，偏心带来的误差是不容忽视的，当我们想把光栅副的误差控制在 一 之 内时 ，不计光栅盘的误差 ，其偏心数值必须在 0．02ram左右 (刻划中径为 35ram、40ram时)， 对于刻划 中径为 30ram．25ram，20ram的光栅副．则不能小于0．015ram左右。而对于刻划 中径 为 15ram 的光栅副，当偏心为 0．01ram时．其误差 已达 5，左右了。为此给我们一个很深的启 迪，光栅盘直径小时，若要求角度误差较小，则偏心调整是十分重要的 表 l 偏心e(ram)带来的误差 ＼、： 0 ． 00l 0．002 0．005 0．0l 吼 02 0．05 0．1 0．2 D(mm)＼ 40 10．3 20 51． 3 44r 8，5 l7． 34．4t 35 n ．B_ 23． 58 1．9 3．9 9 8掣 l9． 39． 30 l3． 27． 68．8— 2．2 4．5 11． 22． 45 25 16． 33．0一 B2． 2．7 5．5 13．8— 27． 55 20 20 6 41． 103．1u 3．44— 6．88t